(57)【要約】【課題】抗原決定基の予測精度を向上することにより、抗体の作成時間短縮および費用低減を図ること。【解決手段】抗原決定基予測装置ではグラフが表示される。横軸はアミノ酸残基の配列番号ｊである。縦軸は規格化された予測値である。波形Ｗ１は表面存在率予測値Ｐｂｊの波形であり、波形Ｗ２は二次構造と表面存在率との複合予測値Ｐａｂｊの波形である。グラフの上には、配列番号ｊを対応させて一次構造配列データＡＳ１、二次構造配列データＡＳ２、および表面存在率配列データＢＳを表示している。抗原決定基のしきい値を１．０とすると、波形Ｗ１においては、抗原決定基は決定されない。一方、波形Ｗ２については、配列番号ｊ＝１００のアミノ酸残基の複合予測値Ｐａｂ［１００］がＰａｂ［１００］＝１．０であるため、配列番号ｊ＝１００のアミノ酸残基が抗原決定基に決定される。【選択図】図１１
2007265268.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
任意のタンパク質をあらわすアミノ酸配列の二次構造に関する複数の二次構造配列データを取得させる二次構造配列データ取得工程と、
前記二次構造配列データ取得工程によって取得された各二次構造配列データの中から選ばれた同一のアミノ酸残基の二次構造データを、前記アミノ酸残基の硬さをあらわす二次構造指標値に変換させる二次構造指標値変換工程と、
前記二次構造指標値変換工程によって変換された各二次構造指標値に基づいて、前記アミノ酸残基の硬さに関する予測値を算出させる二次構造予測値算出工程と、
前記二次構造予測値算出工程によって算出された予測値に基づいて、前記アミノ酸残基を抗原決定基に決定させる決定工程と、
前記決定工程によって決定された決定結果を出力させる出力工程と、
をコンピュータに実行させることを特徴とする抗原決定基予測プログラム。
【請求項２】
任意のタンパク質をあらわすアミノ酸配列の表面存在率に関する複数の表面存在率配列データを取得させる表面存在率配列データ取得工程と、
前記表面存在率配列データ取得工程によって取得された各表面存在率配列データの中から選ばれた同一のアミノ酸残基の表面存在率データを、前記アミノ酸残基の表面存在率をあらわす表面存在率指標値に変換させる表面存在率指標値変換工程と、
前記表面存在率指標値変換工程によって変換された各表面存在率指標値に基づいて、前記アミノ酸残基の表面存在率に関する予測値を算出させる表面存在率予測値算出工程と、
前記表面存在率予測値算出工程によって算出された予測値に基づいて、前記アミノ酸残基を抗原決定基に決定させる決定工程と、
前記決定工程によって決定された決定結果を出力させる出力工程と、
をコンピュータに実行させることを特徴とする抗原決定基予測プログラム。
【請求項３】
任意のタンパク質をあらわすアミノ酸配列の一次構造配列データを取得させる一次構造配列データ取得工程と、
前記一次構造配列データ取得工程によって取得された一次構造配列データの中から選ばれた任意のアミノ酸残基を特定する一次構造データを、前記アミノ酸残基の疎水性をあらわす疎水性指標値に変換させる疎水性指標値変換工程と、
前記疎水性指標値変換工程によって変換された疎水性指標値に基づいて、前記アミノ酸残基の疎水性に関する予測値を算出させる疎水性予測値算出工程と、
前記疎水性予測値算出工程によって算出された予測値を、前記アミノ酸残基の親水性に関する予測値に変換させる疎水性／親水性変換工程と、
前記疎水性／親水性変換工程によって変換された予測値に基づいて、前記アミノ酸残基を抗原決定基に決定させる決定工程と、
前記決定工程によって決定された決定結果を出力させる出力工程と、
をコンピュータに実行させることを特徴とする抗原決定基予測プログラム。
【請求項４】
任意のタンパク質をあらわすアミノ酸配列の二次構造に関する複数の二次構造配列データを取得する二次構造配列データ取得手段と、
前記二次構造配列データ取得手段によって取得された各二次構造配列データの中から選ばれた同一のアミノ酸残基の二次構造データを、前記アミノ酸残基の硬さをあらわす二次構造指標値に変換する二次構造指標値変換手段と、
前記二次構造指標値変換手段によって変換された各二次構造指標値に基づいて、前記アミノ酸残基の硬さに関する予測値を算出する二次構造予測値算出手段と、
前記二次構造予測値算出手段によって算出された予測値に基づいて、前記アミノ酸残基を抗原決定基に決定する決定手段と、
前記決定手段によって決定された決定結果を出力する出力手段と、
を備えることを特徴とする抗原決定基予測装置。
【請求項５】
任意のタンパク質をあらわすアミノ酸配列の二次構造に関する複数の二次構造配列データを取得する二次構造配列データ取得工程と、
前記二次構造配列データ取得工程によって取得された各二次構造配列データの中から選ばれた同一のアミノ酸残基の二次構造データを、前記アミノ酸残基の硬さをあらわす二次構造指標値に変換する二次構造指標値変換工程と、
前記二次構造指標値変換工程によって変換された各二次構造指標値に基づいて、前記アミノ酸残基の硬さに関する予測値を算出する二次構造予測値算出工程と、
前記二次構造予測値算出工程によって算出された予測値に基づいて、前記アミノ酸残基を抗原決定基に決定する決定工程と、
前記決定工程によって決定された決定結果を出力する出力工程と、
を含んだことを特徴とする抗原決定基予測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、抗体が認識するタンパク質の部分構造である抗原決定基を予測する抗原決定基予測プログラム、抗原決定基予測装置、および抗原決定基予測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
病原菌などの抗原に対しその抗体を作成するためには、通常、抗原の一部の部分アミノ酸をウサギなどの小動物に注射して、抗体を作らせる。しかし、ランダムに部分アミノ酸を注射しても、小動物は抗体を作成しないことが多い。
【０００３】
抗体を作らせることができる部分配列は抗原決定基と呼ばれ、抗原であるタンパク質中、抗体が認識する部分構造であり、この抗原決定基を正確に見つけることが重要である。抗原決定基が簡単に特定されると、ランダムに取り出してきた部分アミノ酸配列よりも格段に、抗体を作りやすい部分アミノ酸配列を見つけることができ、抗体作成が容易となる。
【０００４】
このように、抗体作成を容易にするため、タンパク質を表すアミノ酸残基の一次配列から、確実に抗原決定基を予測することができる抗原決定基予測システムが提案されている（たとえば、下記特許文献１を参照。）。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１７１０１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
抗体作成を容易にするためには、抗原決定基予測の高精度化を図る必要がある。タンパク質の三次構造、すなわち立体構造を用いれば、抗原決定基予測の高精度化を図ることができる。しかしながら、三次構造を用いる抗原決定基予測では、データ量が膨大となるため、計算処理に時間がかかり、抗生物質などの試薬の作成時間が長期化するとともに、当該試薬が高価になるという問題がある。
【０００７】
また、抗体は、抗原となるタンパク質のαへリックスやβストランドといった硬い構造を持った部分よりも、ターンやコイルのような柔らかな構造を持った攻撃しやすい部分に結合しやすいという傾向がある。また、αへリックスやβストランド、ターン、コイルをあらわす二次構造の予測手法（アルゴリズム）も各種存在する。
【０００８】
しかしながら、予測手法によって予測される二次構造が異なってしまい、採用した予測手法により抗原決定基予測の精度にばらつきが生じるという問題がある。また、予測手法ごとに、二次構造をあらわすデータ（記号）が異なっているため、複数の予測手法から得られる二次構造をあらわすデータどうしをまとめることができないという問題がある。
【０００９】
また、抗体は、抗原となるタンパク質の表面に出た部分に結合しやすいという傾向がある。また、アミノ酸残基の表面存在率の予測手法（アルゴリズム）も各種存在する。しかしながら、予測手法によって予測される表面存在率が異なってしまい、採用した予測手法により抗原決定基予測の精度にばらつきが生じるという問題がある。
【００１０】
また、予測手法ごとに、表面存在率をあらわすデータ（記号）が異なっているため、複数の予測手法から得られる表面存在率をあらわすデータどうしをまとめることができないという問題がある。
【００１１】
また、抗体は、抗原となるタンパク質においてより親水性が高い部分に結合しやすいという傾向がある。しかしながら、タンパク質の親水性を予測する予測手法（アルゴリズム）は存在しないため、抗原決定基予測に親水性を加味することができないという問題がある。
【００１２】
また、二次構造および表面存在率の予測手法では、予測される二次構造や表面存在率の尺度が異なっているため、二次構造および表面存在率を加味した抗原決定基予測をおこなうことができないという問題があった。同様に、親水性についても加味されていないため、親水性をさらに加味した抗原決定基予測をおこなうことができないという問題がある。
【００１３】
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、抗原決定基の予測精度の向上を図ることにより、抗体の作成時間短縮および費用低減を図ることができる抗原決定基予測プログラム、抗原決定基予測装置、および抗原決定基予測方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、第１の発明にかかる抗原決定基予測プログラム、抗原決定基予測装置、および抗原決定基予測方法は、任意のタンパク質をあらわすアミノ酸配列の二次構造に関する複数の二次構造配列データを取得し、取得された各二次構造配列データの中から選ばれた同一のアミノ酸残基の二次構造データを、前記アミノ酸残基の硬さをあらわす二次構造指標値に変換し、変換された各二次構造指標値に基づいて、前記アミノ酸残基の硬さに関する予測値（二次構造予測値）を算出し、算出された予測値に基づいて、前記アミノ酸残基を抗原決定基に決定し、決定された決定結果を出力することを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、二次構造の複数の予測手法により総合的に予測されたターンやコイルのような柔らかな構造を持った攻撃しやすい部分を、抗原決定基に予測することができる。
【００１６】
また、上記第１の発明において、前記アミノ酸配列の表面存在率に関する複数の表面存在率配列データを取得し、取得された各表面存在率配列データの中から選ばれた前記アミノ酸残基の表面存在率データを、前記アミノ酸残基の表面存在率をあらわす表面存在率指標値に変換し、変換された各表面存在率指標値に基づいて、前記アミノ酸残基の表面存在率に関する予測値を算出し、算出された予測値を同一規格に規格化し、規格化された各予測値に基づいて、前記二次構造および前記表面存在率に関する複合予測値を算出し、算出された複合予測値に基づいて、前記アミノ酸残基を抗原決定基に決定することとしてもよい。
【００１７】
この発明によれば、二次構造の複数の予測手法により総合的に予測されたターンやコイルのような柔らかな構造を持った攻撃しやすい部分であり、かつ、表面存在率の複数の予測手法により総合的に予測されたタンパク質の表面を、抗原決定基に予測することができる。
【００１８】
また、上記第１の発明において、前記タンパク質をあらわすアミノ酸配列の一次構造配列データを取得し、取得された一次構造配列データの中から選ばれた前記アミノ酸残基を特定する一次構造データを、前記アミノ酸残基の疎水性をあらわす疎水性指標値に変換し、変換された疎水性指標値に基づいて、前記アミノ酸残基の疎水性に関する予測値を、規格化される予測値と同一規格となるように算出し、算出された予測値を、前記アミノ酸残基の親水性に関する予測値に変換し、規格化された予測値および疎水性／親水性変換された予測値に基づいて、前記二次構造および前記親水性に関する複合予測値を算出し、算出された複合予測値に基づいて、前記アミノ酸残基を抗原決定基に決定することとしてもよい。
【００１９】
この発明によれば、二次構造の複数の予測手法により総合的に予測されたターンやコイルのような柔らかな構造を持った攻撃しやすい部分であり、かつ、親水性が高い部分を、抗原決定基に予測することができる。
【００２０】
また、上記第１の発明において、前記タンパク質をあらわすアミノ酸配列の一次構造配列データを取得し、取得された一次構造配列データの中から選ばれた前記アミノ酸残基を特定する一次構造データを、前記アミノ酸残基の疎水性をあらわす疎水性指標値に変換し、変換された疎水性指標値に基づいて、前記アミノ酸残基の疎水性に関する予測値を、前記規格化工程によって規格化される予測値と同一規格となるように算出し、算出された予測値を、前記アミノ酸残基の親水性に関する予測値に変換し、規格化された予測値および疎水性／親水性変換された予測値に基づいて、前記二次構造、前記表面存在率および前記親水性に関する複合予測値を算出し、算出された複合予測値に基づいて、前記アミノ酸残基を抗原決定基に決定することとしてもよい。
【００２１】
この発明によれば、二次構造の複数の予測手法により総合的に予測されたターンやコイルのような柔らかな構造を持った攻撃しやすい部分であり、かつ、表面存在率の複数の予測手法により総合的に予測されたタンパク質の表面であり、かつ、親水性が高い部分を、抗原決定基に予測することができる。
【００２２】
また、第２の発明にかかる抗原決定基予測プログラム、抗原決定基予測装置、および抗原決定基予測方法は、任意のタンパク質をあらわすアミノ酸配列の表面存在率に関する複数の表面存在率配列データを取得し、取得された各表面存在率配列データの中から選ばれた同一のアミノ酸残基の表面存在率データを、前記アミノ酸残基の表面存在率をあらわす表面存在率指標値に変換し、変換された各表面存在率指標値に基づいて、前記アミノ酸残基の表面存在率に関する予測値を算出し、算出された予測値に基づいて、前記アミノ酸残基を抗原決定基に決定し、決定された決定結果を出力することを特徴とする。
【００２３】
この発明によれば、表面存在率の複数の予測手法により総合的に予測されたタンパク質の表面を、抗原決定基に予測することができる。
【００２４】
また、上記第２の発明において、前記タンパク質をあらわすアミノ酸配列の一次構造配列データを取得し、取得された一次構造配列データの中から選ばれた前記アミノ酸残基を特定する一次構造データを、前記アミノ酸残基の疎水性をあらわす疎水性指標値に変換し、変換された疎水性指標値に基づいて、前記アミノ酸残基の疎水性に関する予測値を、前記規格化工程によって規格化される予測値と同一規格となるように算出し、算出された予測値を、前記アミノ酸残基の親水性に関する予測値に変換し、規格化された予測値および疎水性／親水性変換された予測値に基づいて、前記表面存在率および前記親水性に関する複合予測値を算出し、算出された複合予測値に基づいて、前記アミノ酸残基を抗原決定基に決定することとしてもよい。
【００２５】
この発明によれば、表面存在率の複数の予測手法により総合的に予測されたタンパク質の表面であり、かつ、親水性が高い部分を、抗原決定基に予測することができる。
【００２６】
また、第３の発明にかかる抗原決定基予測プログラム、抗原決定基予測装置、および抗原決定基予測方法は、任意のタンパク質をあらわすアミノ酸配列の一次構造配列データを取得し、取得された一次構造配列データの中から選ばれた任意のアミノ酸残基を特定する一次構造データを、前記アミノ酸残基の疎水性をあらわす疎水性指標値に変換し、変換された疎水性指標値に基づいて、前記アミノ酸残基の疎水性に関する予測値を算出し、算出された予測値を、前記アミノ酸残基の親水性に関する予測値に変換し、変換された予測値に基づいて、前記アミノ酸残基を抗原決定基に決定し、決定された決定結果を出力することを特徴とする。
【００２７】
この発明によれば、抗体は抗原となるタンパク質においてより親水性が高い部分に結合しやすいという傾向を利用して、親水性が高い部分を抗原決定基に予測することができる。
【発明の効果】
【００２８】
この発明にかかる抗原決定基予測プログラム、抗原決定基予測装置、および抗原決定基予測方法によれば、抗原決定基の予測精度の向上を図ることにより、抗体の作成時間短縮および費用低減を図ることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる抗原決定基予測プログラム、該プログラムを記録した記録媒体、抗原決定基予測装置、および抗原決定基予測方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００３０】
（抗原決定基予測装置のハードウェア構成）
まず、この発明の実施の形態にかかる抗原決定基予測装置のハードウェア構成について説明する。図１は、この発明の実施の形態にかかる抗原決定基予測装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【００３１】
図１において、抗原決定基予測装置は、ＣＰＵ１０１と、ＲＯＭ１０２と、ＲＡＭ１０３と、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）１０４と、ＨＤ（ハードディスク）１０５と、ＦＤＤ（フレキシブルディスクドライブ）１０６と、着脱可能な記録媒体の一例としてのＦＤ（フレキシブルディスク）１０７と、ディスプレイ１０８と、Ｉ／Ｆ（インターフェース）１０９と、キーボード１１０と、マウス１１１と、スキャナ１１２と、プリンタ１１３と、を備えている。また、各構成部はバス１００によってそれぞれ接続されている。
【００３２】
ここで、ＣＰＵ１０１は、抗原決定基予測装置の全体の制御を司る。ＲＯＭ１０２は、ブートプログラムなどのプログラムを記憶している。ＲＡＭ１０３は、ＣＰＵ１０１のワークエリアとして使用される。ＨＤＤ１０４は、ＣＰＵ１０１の制御にしたがってＨＤ１０５に対するデータのリード／ライトを制御する。ＨＤ１０５は、ＨＤＤ１０４の制御で書き込まれたデータを記憶する。
【００３３】
ＦＤＤ１０６は、ＣＰＵ１０１の制御にしたがってＦＤ１０７に対するデータのリード／ライトを制御する。ＦＤ１０７は、ＦＤＤ１０６の制御で書き込まれたデータを記憶したり、ＦＤ１０７に記憶されたデータを抗原決定基予測装置に読み取らせたりする。
【００３４】
また、着脱可能な記録媒体として、ＦＤ１０７のほか、ＣＤ−ＲＯＭ（ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ）、ＭＯ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ）、メモリーカードなどであってもよい。ディスプレイ１０８は、カーソル、アイコンあるいはツールボックスをはじめ、文書、画像、機能情報などのデータを表示する。このディスプレイ１０８は、たとえば、ＣＲＴ、ＴＦＴ液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイなどを採用することができる。
【００３５】
Ｉ／Ｆ１０９は、通信回線を通じてインターネットなどのネットワーク１１４に接続され、このネットワーク１１４を介して他の装置に接続される。そして、Ｉ／Ｆ１０９は、ネットワーク１１４と内部のインターフェースを司り、外部装置からのデータの入出力を制御する。Ｉ／Ｆ１０９には、たとえばモデムやＬＡＮアダプタなどを採用することができる。
【００３６】
キーボード１１０は、文字、数字、各種指示などの入力のためのキーを備え、データの入力をおこなう。また、タッチパネル式の入力パッドやテンキーなどであってもよい。マウス１１１は、カーソルの移動や範囲選択、あるいはウィンドウの移動やサイズの変更などをおこなう。ポインティングデバイスとして同様に機能を備えるものであれば、トラックボールやジョイスティックなどであってもよい。
【００３７】
スキャナ１１２は、画像を光学的に読み取り、抗原決定基予測装置内に画像データを取り込む。なお、スキャナ１１２は、ＯＣＲ機能を持たせてもよい。また、プリンタ１１３は、画像データや文書データを印刷する。プリンタ１１３には、たとえば、レーザプリンタやインクジェットプリンタを採用することができる。
【００３８】
（抗原決定基予測装置の機能的構成）
つぎに、この発明の実施の形態にかかる抗原決定基予測装置の機能的構成について説明する。図２は、この発明の実施の形態にかかる抗原決定基予測装置の機能的構成を示すブロック図である。図２において、抗原決定基予測装置２００は、取得部２０１と、指標値変換部２０２と、予測値算出部２０３と、規格化部２０４と、疎水性／親水性変換部２０５と、複合予測値算出部２０６と、寄与率算出部２０７と、決定部２０８と、出力部２０９と、から構成されている。
【００３９】
まず、取得部２０１は、タンパク質に関するデータを取得する。具体的には、たとえば、任意のタンパク質をあらわすアミノ酸配列の一次構造配列データ、二次構造配列データ、表面存在率配列データを取得する。ここで、各データについて説明する。
【００４０】
図３は、アミノ酸配列の一次構造配列データの一例を示す説明図である。一次構造配列データＡＳ１は、アミノ酸配列の一次構造をあらわした文字列データであり、２０種類のアミノ酸残基の一次構造に関する記号（Ｓ，Ｙ，Ｉ，Ｊなど）を配列番号ｊ（ｊ＝１〜ｎ）順にｎ個配列したデータである。
【００４１】
ここで、配列番号ｊのアミノ酸残基をＡｊと標記する。図３では、たとえば、アミノ酸残基Ａ１の一次構造データは「Ｓ」である。また、アミノ酸残基の記号に対応する名称については、図１０に示されているとおりである。
【００４２】
図４は、二次構造配列データの一例を示す説明図である。二次構造配列データＡＳ２は、アミノ酸配列の二次構造をあらわした文字列データであり、抗原となるタンパク質のαへリックスやβストランドといった硬い構造や、ターンやコイルのような軟らかな構造のような構造的特徴をあらわした文字データ（二次構造データ）を、配列番号ｊ（ｊ＝１〜ｎ）順に配列したデータである。
【００４３】
図４では、２種類の二次構造配列データＡＳ２（第１の二次構造配列データＡＳ２−１と第２の二次構造配列データＡＳ２−２）が用意されている。第１の二次構造配列データＡＳ２−１と第２の二次構造配列データＡＳ２−２は互いに予測精度または予測アルゴリズムが異なる二次構造データである。
【００４４】
図４中、記号「Ｈ」はαへリックスをあらわしており、「Ｅ」はβストランドをあらわしている。また、第１の二次構造配列データＡＳ２−１において、ブランクの箇所は、αへリックスおよびβストランド以外の構造をあらわしている。また、「．」は第２の二次構造配列データＡＳ２−２固有の記号であり、予測不能をあらわしている。また、「Ｌ」は第２の二次構造配列データＡＳ２−２固有の記号であり、ループ（ターンまたはコイル）をあらわしている。
【００４５】
たとえば、第１の二次構造配列データＡＳ２−１におけるアミノ酸残基Ａ２０（「Ｐ」）の二次構造データ（第１の二次構造データ）は、「Ｈ」、すなわちαヘリックスと予測されているが、第２の二次構造配列データＡＳ２−２におけるアミノ酸残基Ａ２０（「Ｐ」）の二次構造データ（第２の二次構造データ）は、「Ｌ」、すなわちループと予測されている。
【００４６】
二次構造配列データＡＳ２の取得方法としては、ユーザ操作により二次構造配列データＡＳ２を抗原決定基予測装置２００に与えてもよく、また、一次構造配列データＡＳ１が与えられるとその二次構造配列データＡＳ２を算出する外部サーバに一次構造配列データＡＳ１を送信し、その算出結果となる二次構造配列データＡＳ２を受信することとしてもよい。
【００４７】
図５は、表面存在率配列データの一例を示す説明図である。表面存在率とは、タンパク質を構成するアミノ酸配列のアミノ酸残基がタンパク質の表面に存在する確率であり、表面存在率データとは、その表面存在率を文字であらわしたデータであり、表面存在率配列データＢＳとは、表面存在率データを配列番号ｊ（ｊ＝１〜ｎ）順に配列したデータである。
【００４８】
図５では、２種類の表面存在率配列データＢＳ（第１の表面存在率配列データＢＳ−１と第２の表面存在率配列データＢＳ−２）が用意されている。第１の表面存在率配列データＢＳ−１と第２の表面存在率配列データＢＳ−２は互いに予測精度または予測アルゴリズムが異なる表面存在率データである。
【００４９】
図５中、記号「ｅ」はタンパク質の表面をあらわしており、「ｂ」はタンパク質の内部をあらわしている。また、第１の表面存在率配列データＢＳ−１において、ブランクの箇所は、予測不能をあらわしている。また、「．」は第２の表面存在率配列データＢＳ−２固有の記号であり、予測不能をあらわしている。同様に、「ｉ」は第２の表面存在率配列データＢＳ−２固有の記号であり、「ｅ」と「ｂ」の中間位置をあらわしている。
【００５０】
たとえば、第１の表面存在率配列データＢＳ−１では、アミノ酸残基Ａ１５の表面存在率データ（第１の表面存在率データ）は、「ｅ」、すなわち表面と予測されているが、第２の表面存在率配列データＢＳ−２（第２の表面存在率データ）では、「．」、すなわち予測不能とされている。
【００５１】
表面存在率配列データＢＳの取得方法としては、ユーザ操作により表面存在率配列データＢＳを抗原決定基予測装置２００に与えてもよく、また、一次構造配列データＡＳ１が与えられるとその表面存在率配列データＢＳを算出する外部サーバに一次構造配列データＡＳ１を送信し、その算出結果となる表面存在率配列データＢＳを受信することとしてもよい。
【００５２】
また、図２において、指標値変換部２０２は、取得部２０１によって取得されたデータ内の記号を指標値に変換することで数値化する。具体的には、たとえば、二次構造配列データＡＳ２が取得された場合、当該二次構造配列データＡＳ２内の各二次構造データを二次構造の硬さをあらわす二次構造指標値に変換することで数値化する。
【００５３】
同様に、表面存在率配列データＢＳが取得された場合、当該表面存在率配列データＢＳをアミノ酸残基の表面存在率をあらわす表面存在率指標値に変換することで数値化する。具体的には、たとえば、表面存在率配列データＢＳが取得された場合、当該表面存在率配列データＢＳ内の各表面存在率データを、表面存在率をあらわす二次構造指標値に変換することで数値化する。
【００５４】
また、一次構造配列データＡＳ１が取得された場合、当該一次構造配列データＡＳ１を、アミノ酸配列を構成するアミノ酸残基の疎水性をあらわす疎水性指標値に変換することにより数値化する。
【００５５】
図６は、第１の二次構造データに対する変換テーブルを示す説明図である。図６に示した変換テーブル６００では、二次構造種ごとに二次構造指標値が割り当てられている。図６では、二次構造指標値は、「０．０」と「１．０」の２種類である。すなわち、数値範囲０．０〜１．０において、「０．０」が最も硬く、「１．０」が最も軟らかいことを示している。
【００５６】
図７は、第２の二次構造データに対する変換テーブルを示す説明図である。図７に示した変換テーブル７００でも、図６と同様、二次構造種ごとに二次構造指標値が割り当てられている。図７では、二次構造指標値は、「０．０」と「０．５」と「１．０」の３種類である。予測不能については、その中間値である「０．５」を割り当てている。すなわち、数値範囲０．０〜１．０において、「０．０」が最も硬く、「１．０」が最も軟らかいことを示している。
【００５７】
図８は、第１の表面存在率データに対する変換テーブルを示す説明図である。図８に示した変換テーブル８００では、タンパク質におけるアミノ酸残基の位置ごとに表面存在率指標値が割り当てられている。図８では、表面存在率指標値は、「０．０」と「１．０」の２種類である。すなわち、数値範囲０．０〜１．０において、「０．０」が最も内部に位置し、「１．０」が表面に位置していることを示している。
【００５８】
図９は、第２の表面存在率データに対する変換テーブルを示す説明図である。図９に示した変換テーブル９００でも、図８と同様、位置ごとに表面存在率指標値が割り当てられている。図９では、表面存在率指標値は、「０．０」と「０．３」と「０．５」と「１．０」の４種類である。
【００５９】
内部「ｂ」と表面「ｅ」との中間位置「ｉ」については、「０．３」を割り当てている。また、予測不能については、その中間値である「０．５」を割り当てている。すなわち、数値範囲０．０〜１．０において、「０．０」が最も内部に位置し、「１．０」が表面に位置していることを示している。
【００６０】
図１０は、一次構造データに対する変換テーブルを示す説明図である。図１０に示した変換テーブル１０００では、アミノ酸残基ごとに疎水性指標値が割り当てられている。図１０では、疎水性指標値の数値範囲は、−４．５〜４．５の数値をとる。数値の高さが疎水性をあらわしている。
【００６１】
また、図２において、予測値算出部２０３は、指標値変換部２０２によって変換された指標値に基づいて、予測値を算出する。具体的には、取得された複数の二次構造配列データＡＳ２内の二次構造データがそれぞれ二次構造指標値に変換された場合、同一配列番号ｊのアミノ酸残基Ａｊの各二次構造指標値を積算することで、二次構造予測値を算出する。
【００６２】
たとえば、アミノ酸残基Ａｊ（図４の場合は「Ｓ」）については、第１の二次構造データによれば、「Ｅ」、すなわちβストランドと予測されているため、図６の変換テーブル６００により二次構造指標値「０．０」に変換される。
【００６３】
同様に、第２の二次構造データによれば、「Ｌ」、すなわちループと予測されているため、図７の変換テーブル７００により二次構造指標値「１．０」に変換される。したがって、この二次構造指標値「０．０」と「１．０」を積算した数値「１．０」が、配列番号ｊのアミノ酸残基「Ｓ」における二次構造予測値となる。
【００６４】
また、予測値算出部２０３は、具体的には、取得された複数の表面存在率配列データＢＳ内の表面存在率データがそれぞれ表面存在率指標値に変換された場合、同一配列番号ｊのアミノ酸残基Ａｊの各表面存在率指標値を積算することで、表面存在率予測値を算出する。
【００６５】
たとえば、アミノ酸残基Ａｊ（図５の場合は「Ｓ」）については、第１の表面存在率データによれば、「ｅ」、すなわち表面と予測されているため、図８の変換テーブル８００により表面存在率指標値「１．０」に変換される。
【００６６】
同様に、第２の表面存在率データによれば、「．」、すなわち予測不能とされているため、図９の変換テーブル９００により表面存在率指標値「０．５」に変換される。したがって、この表面存在率指標値「１．０」と「０．５」を積算した数値「１．５」が、アミノ酸残基Ａｊ（図５の場合は「Ｓ」）における表面存在率予測値となる。
【００６７】
また、予測値算出部２０３は、具体的には、取得された一次構造配列データＡＳ１が疎水性指標値に変換された場合、注目するアミノ酸残基Ａｊの疎水性指標値と、その周囲のアミノ酸残基の疎水性指標値とにより、注目するアミノ酸残基Ａｊの疎水性予測値を算出する。ここで、配列番号ｊは、下記式（１）により決定される。
【００６８】
ｊ＝（ｍ＋１）／２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（１）
【００６９】
なお、ｍは、アミノ酸残基Ａｊを中心としたアミノ酸残基の個数である。たとえば、ｍ＝７である場合、配列番号４のアミノ酸残基Ａ４が中心となり、配列番号１〜７の各アミノ酸残基Ａ１〜Ａ７の疎水性指標値の合計がアミノ酸残基Ａ４の疎水性予測値となる。すなわち、アミノ酸残基Ａｊの疎水性予測値の計算式は、下記式（２）のとおりである。
【００７０】
【数１】
2007265268.tif 000003
【００７１】
上記式（２）において、Ｓｃｊはアミノ酸残基Ａｊの疎水性予測値であり、σｊは配列番号ｊ（（ｍ−１）／２≦ｊ≦ｍ）のアミノ酸残基の疎水性指標値である。
【００７２】
また、規格化部２０４は、予測値算出部２０３によって算出された予測値を規格化する。規格化部２０４は、複数種類のデータ、たとえば、二次構造配列データＡＳ２および表面存在率配列データＢＳを用いる場合、同一の尺度に統一するためにおこなう処理である。また、疎水性予測値については、単独でも規格化する。
【００７３】
たとえば、二次構造配列データＡＳ２については、アミノ酸残基Ａｊの二次構造予測値をＳａｊ（ｊ＝１〜ｎ）とした場合、規格化パラメータＦａは、下記式（３）によってあわらすことができる。なお、Ｓａ（ｍａｘ）は二次構造予測値Ｓａｊの最大値であり、Ｓａ（ｍｉｎ）は二次構造予測値Ｓａｊの最小値である。
【００７４】
Ｆａ＝１．０／｛Ｓａ（ｍａｘ）−Ｓａ（ｍｉｎ）｝・・・・・・・・・・・・・（３）
【００７５】
そして、規格化された二次構造予測値をＰａｊとすると、二次構造予測値Ｐａｊは、下記式（４）によってあらわすことができる。この式（４）により二次構造予測値Ｓａｊを、数値範囲が０≦Ｐａｊ≦１となる二次構造予測値Ｐａｊに規格化することができる。
【００７６】
Ｐａｊ＝｛Ｓａｊ−Ｓａ（ｍｉｎ）｝×Ｆａ・・・・・・・・・・・・・・・・・（４）
【００７７】
同様に、たとえば、表面存在率配列データＢＳについては、アミノ酸残基Ａｊの表面存在率予測値をＳｂｊ（ｊ＝１〜ｎ）とした場合、規格化パラメータＦｂは、下記式（５）によってあわらすことができる。なお、Ｓｂ（ｍａｘ）は表面存在率予測値Ｓｂｊの最大値であり、Ｓｂ（ｍｉｎ）は表面存在率予測値Ｓｂｊの最小値である。
【００７８】
Ｆｂ＝１．０／｛Ｓｂ（ｍａｘ）−Ｓｂ（ｍｉｎ）｝・・・・・・・・・・・・・（５）
【００７９】
そして、規格化された表面存在率予測値をＰｂｊとすると、表面存在率予測値Ｐｂｊは、下記式（６）によってあらわすことができる。この式（６）により表面存在率予測値Ｓｂｊを、数値範囲が０≦Ｐｂｊ≦１となる表面存在率予測値Ｐｂｊに規格化することができる。
【００８０】
Ｐｂｊ＝｛Ｓｂｊ−Ｓｂ（ｍｉｎ）｝×Ｆｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・（６）
【００８１】
また、たとえば、アミノ酸残基Ａｊの疎水性予測値Ｓｃｊについては、規格化パラメータＦｃは、下記式（７）によってあわらすことができる。なお、Ｓｃ（ｍａｘ）は疎水性予測値Ｓｃｊの最大値であり、Ｓｃ（ｍｉｎ）は疎水性予測値Ｓｃｊの最小値である。
【００８２】
Ｆｃ＝１．０／｛Ｓｃ（ｍａｘ）−Ｓｃ（ｍｉｎ）｝・・・・・・・・・・・・・（７）
【００８３】
そして、規格化された疎水性予測値をＰｃｊとすると、疎水性予測値Ｐｃｊは、下記式（８）によってあらわすことができる。この式（８）により疎水性予測値Ｓｃｊを、数値範囲が０≦Ｐｃｊ≦１となる疎水性予測値Ｐｃｊに規格化することができる。
【００８４】
Ｐｃｊ＝｛Ｓｃｊ−Ｓｃ（ｍｉｎ）｝×Ｆｃ・・・・・・・・・・・・・・・・・（８）
【００８５】
また、図２において、疎水性／親水性変換部２０５は、規格化された疎水性予測値Ｐｃｊを親水性予測値Ｈｊに変換する。疎水性予測値Ｐｃｊは、数値範囲が０≦Ｐｃｊ≦１として規格化されているため、下記式（９）により、規格化された親水性予測値Ｈｊに変換する。
【００８６】
Ｈｊ＝１−Ｐｃｊ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（９）
【００８７】
また、複合予測値算出部２０６は、同一配列番号ｊのアミノ酸残基Ａｊについての複数種類の規格化された予測値Ｐａｊ、Ｐｂｊ、Ｈｊから複合予測値を算出する。具体的には、たとえば、二次構造予測と表面存在率予測により抗原決定基予測をおこなう場合、同一配列番号ｊのアミノ酸残基Ａｊについて、二次構造予測値Ｐａｊと表面存在率予測値Ｐｂｊとを乗算することにより、二次構造予測値Ｐａｊと表面存在率予測値Ｐｂｊとの複合予測値を算出する。
【００８８】
同様に、二次構造予測（または表面存在率予測）と親水性予測とにより抗原決定基予測をおこなう場合、同一配列番号ｊのアミノ酸残基Ａｊについて、二次構造予測値Ｐａｊ（または表面存在率予測値Ｐｂｊ）と親水性予測値Ｈｊとを乗算することにより、二次構造予測値Ｐａｊ（または表面存在率予測値Ｐｂｊ）と親水性予測値Ｈｊとの複合予測値を算出する。
【００８９】
同様に、二次構造予測、表面存在率予測、および親水性予測により抗原決定基予測をおこなう場合、同一配列番号ｊのアミノ酸残基Ａｊについて、二次構造予測値Ｐａｊ、表面存在率予測値Ｐｂｊ、および親水性予測値Ｈｊを乗算することにより、二次構造予測値Ｐａｊ、表面存在率予測値Ｐｂｊ、および親水性予測値Ｈｊの複合予測値を算出する。
【００９０】
また、寄与率算出部２０７は、各予測手法（二次構造予測、表面存在率予測、および親水性予測）の寄与率を算出する。具体的には、予測手法ごとに重み値を設定し、その重み値から予測手法ごとの寄与率を算出する。たとえば、二次構造予測の重み値をＷａ、表面存在率の重み値をＷｂ、親水性予測の重み値をＷｃとすると、ある予測手法Ｗｘ（ｘ＝ａ，ｂ，ｃ）の寄与率ＣＲｘは、下記式（１０）で求めることができる。
【００９１】
ＣＲｘ＝[Ｗｘ／（Ｗａ＋Ｗｂ＋Ｗｃ）]×１００・・・・・・・・・・・・・・（１０）
【００９２】
算出された寄与率ＣＲｘは、各予測値Ｐａｊ、Ｐｂｊ、Ｈｊに乗算される。これにより、予測手法の精度に応じて各予測値Ｐａｊ、Ｐｂｊ、Ｈｊを調整することができる。
【００９３】
また、決定部２０８は、各予測値Ｐａｊ、Ｐｂｊ、Ｈｊに基づいて、アミノ酸残基Ａｊを抗原決定基に決定する。具体的には、二次構造配列データＡＳ２単独で抗原決定基を予測する場合、二次構造予測値Ｐａｊ（またはＳａｊ）を用いて、アミノ酸残基Ａｊを抗原決定基に決定する。
【００９４】
たとえば、二次構造予測値Ｐａｊ（またはＳａｊ）についてしきい値を設定しておき、二次構造予測値Ｐａｊ（またはＳａｊ）がしきい値以上であれば、アミノ酸残基Ａｊを抗原決定基に決定し、しきい値未満であれば、抗原決定基に決定しない。
【００９５】
同様に、表面存在率配列データＢＳ単独で抗原決定基を予測する場合も、上記と同様に表面存在率予測値Ｐｂｊ（またはＳｂｊ）についてしきい値を設定しておき、表面存在率予測値Ｐｂｊ（またはＳｂｊ）がしきい値以上であれば、アミノ酸残基Ａｊを抗原決定基に決定し、しきい値未満であれば、抗原決定基に決定しない。
【００９６】
同様に、親水性予測により抗原決定基を予測する場合も、上記と同様に親水性予測値Ｈｊについてしきい値を設定しておき、親水性予測値Ｈｊがしきい値以上であれば、アミノ酸残基Ａｊを抗原決定基に決定し、しきい値未満であれば、抗原決定基に決定しない。
【００９７】
また、複合予測値算出部２０６によって算出された複合予測値についても同様である。アミノ酸残基Ａｊの複合予測値がしきい値以上であれば、アミノ酸残基Ａｊを抗原決定基に決定し、しきい値未満であれば、抗原決定基に決定しない。
【００９８】
また、決定部２０８は、任意の予測値と、当該予測値と他の予測値との複合予測値との差分により、抗原決定基を決定することとしてもよい。この場合、他の予測値の影響により抗原決定基に決定されることとなる。
【００９９】
たとえば、二次構造予測値Ｐａｊと表面存在率予測値Ｐｂｊとの複合予測値をＰａｂｊとすると、差分となるＰａｂｊ−Ｐｂｊがしきい値以上であれば、アミノ酸残基Ａｊを抗原決定基に決定し、しきい値未満であれば、抗原決定基に決定しない。これにより、配列番号ｊのアミノ酸残基Ａｊは、二次構造の影響により抗原決定基に決定されたことがわかる。
【０１００】
また、出力部２０９は、決定部２０８によって決定された決定結果を出力する。決定結果には、少なくとも抗原決定基に関する情報が含まれていればよい。したがって、全配列番号ｊ（１〜ｎ）のアミノ酸残基Ａ１〜Ａｎの予測値Ｐａｊ，Ｐｂｊ，Ｈｊを出力してもよく、これらの複合予測値を出力することとしてもよい。また、決定結果は、アミノ酸残基Ａｊの配列番号ｊごとの予測値Ｐａｊ，Ｐｂｊ，Ｈｊのリスト情報でもよく、グラフ化して表示出力してもよい。
【０１０１】
図１１は、出力情報の一例を示すグラフである。図１１のグラフにおいて、横軸はアミノ酸残基の配列位置、すなわち、配列番号ｊを示している。また、縦軸は、規格化された予測値である。波形Ｗ１は表面存在率予測値Ｐｂｊの波形であり、波形Ｗ２は二次構造と表面存在率との複合予測値Ｐａｂｊの波形である。
【０１０２】
なお、グラフの上には、配列番号ｊを対応させて、一次構造配列データＡＳ１、二次構造配列データＡＳ２、および表面存在率配列データＢＳを表示している。
【０１０３】
ここで、たとえば、抗原決定基のしきい値を１．０とすると、波形Ｗ１においては、抗原決定基は決定されないこととなる。一方、波形Ｗ２については、配列番号ｊ＝１００のアミノ酸残基の複合予測値Ｐａｂ［１００］がＰａｂ［１００］＝１．０であるため、配列番号ｊ＝１００のアミノ酸残基が抗原決定基に決定される。
【０１０４】
なお、上述した取得部２０１、指標値変換部２０２、予測値算出部２０３、規格化部２０４、疎水性／親水性変換部２０５、複合予測値算出部２０６、寄与率算出部２０７、決定部２０８、および出力部２０９は、具体的には、たとえば、図１に示したＲＯＭ１０２，ＲＡＭ１０３，ＨＤ１０５などの記録媒体に記録されているプログラムを、ＣＰＵ１０１に実行させることによって、またはＩ／Ｆ１０９によって、その機能を実現する。
【０１０５】
（抗原決定基予測処理手順）
つぎに、この発明の実施の形態にかかる抗原決定基予測処理手順について説明する。図１２は、この発明の実施の形態にかかる抗原決定基予測処理手順（その１）を示すフローチャートである。図１２は、二次構造予測を用いた場合の抗原決定基予測処理手順である。
【０１０６】
まず、取得部２０１により、一次構造配列データＡＳ１が入力されるのを待ち受け（ステップＳ１２０１：Ｎｏ）、一次構造配列データＡＳ１が入力された場合（ステップＳ１２０１：Ｙｅｓ）、複数の二次構造配列データＡＳ２を取得する（ステップＳ１２０２）。そして、指標値変換部２０２により指標値変換処理をおこなうことで、各二次構造配列データＡＳ２内の二次構造データを二次構造指標値に変換する（ステップＳ１２０３）。
【０１０７】
そして、配列番号ｊをｊ＝１とし（ステップＳ１２０４）、アミノ酸残基Ａｊの二次構造指標値どうしを積算する（ステップＳ１２０５）。この積算された値が二次構造予測値Ｓａｊとなる。そして、ｊ＝ｎでない場合（ステップＳ１２０６：Ｎｏ）、ｊをインクリメントし（ステップＳ１２０７）、ステップＳ１２０５に戻る。
【０１０８】
一方、ｊ＝ｎである場合（ステップＳ１２０６：Ｙｅｓ）、決定部２０８により、二次構造予測値Ｓａｊを用いてｎ個のアミノ酸残基Ａ１〜Ａｎの中から抗原決定基を決定する（ステップＳ１２０８）。この場合、規格化部２０４により予測値Ｓａｊを規格化してもよい。
【０１０９】
このあと、出力部２０９により決定結果を出力する（ステップＳ１２０９）。これにより、一連の処理を終了する。この抗原決定基予測処理手順によれば、異なる二次構造データのばらつきを抑制して、抗原決定基を高精度に予測することができる。
【０１１０】
図１３は、この発明の実施の形態にかかる抗原決定基予測処理手順（その２）を示すフローチャートである。図１３は、表面存在率予測を用いた場合の抗原決定基予測処理手順である。
【０１１１】
まず、取得部２０１により、一次構造配列データＡＳ１が入力されるのを待ち受け（ステップＳ１３０１：Ｎｏ）、一次構造配列データＡＳ１が入力された場合（ステップＳ１３０１：Ｙｅｓ）、複数の表面存在率配列データＢＳを取得する（ステップＳ１３０２）。そして、指標値変換部２０２により指標値変換処理をおこなうことで、各表面存在率配列データＢＳ内の表面存在率データを表面存在率指標値に変換する（ステップＳ１３０３）。
【０１１２】
そして、配列番号ｊをｊ＝１とし（ステップＳ１３０４）、アミノ酸残基Ａｊの表面存在率指標値どうしを積算する（ステップＳ１３０５）。この積算された値が表面存在率予測値Ｓｂｊとなる。そして、ｊ＝ｎでない場合（ステップＳ１３０６：Ｎｏ）、ｊをインクリメントし（ステップＳ１３０７）、ステップＳ１３０５に戻る。
【０１１３】
一方、ｊ＝ｎである場合（ステップＳ１３０６：Ｙｅｓ）、決定部２０８により、表面存在率予測値Ｓｂｊを用いてｎ個のアミノ酸残基Ａ１〜Ａｎの中から抗原決定基を決定する（ステップＳ１３０８）。この場合、規格化部２０４により予測値Ｓｂｊを規格化してもよい。
【０１１４】
このあと、出力部２０９により決定結果を出力する（ステップＳ１３０９）。これにより、一連の処理を終了する。この抗原決定基予測処理手順によれば、異なる表面存在率データのばらつきを抑制して、抗原決定基を高精度に予測することができる。
【０１１５】
図１４は、この発明の実施の形態にかかる抗原決定基予測処理手順（その３）を示すフローチャートである。図１４は、親水性予測を用いた場合の抗原決定基予測処理手順である。
【０１１６】
まず、取得部２０１により、一次構造配列データＡＳ１が入力されるのを待ち受け（ステップＳ１４０１：Ｎｏ）、一次構造配列データＡＳ１が入力された場合（ステップＳ１４０１：Ｙｅｓ）、指標値変換部２０２により指標値変換処理をおこなうことで、アミノ酸残基を疎水性指標値に変換し（ステップＳ１４０２）、配列番号ｊをｊ＝（ｍ＋１）／２とする（ステップＳ１４０３）。そして、予測値算出部２０３により、アミノ酸残基Ａｊの疎水性予測値Ｓｃｊを算出する（ステップＳ１４０４）。
【０１１７】
つぎに、規格化部２０４により疎水性予測値Ｓｃｊを規格化して疎水性予測値Ｐｃｊを得る（ステップＳ１４０５）。そして、疎水性／親水性変換部２０５により、規格化された疎水性予測値Ｐｃｊを親水性予測値Ｈｊに変換する（ステップＳ１４０６）。
【０１１８】
このあと、配列番号ｊが下記式（１０）を満たすか否かを判断する（ステップＳ１４０７）。
【０１１９】
ｊ＝ｎ−（ｍ＋１）／２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（１０）
【０１２０】
上記式（１０）を満たさない場合（ステップＳ１４０７：Ｎｏ）、ｊをインクリメントし（ステップＳ１４０８）、ステップＳ１４０４に戻る。一方、上記式（１０）を満たした場合（ステップＳ１４０７：Ｙｅｓ）、決定部２０８により抗原決定基となるアミノ酸残基を決定する（ステップＳ１４０９）。
【０１２１】
このあと、出力部２０９により決定結果を出力する（ステップＳ１４１０）。これにより、一連の処理を終了する。この抗原決定基予測処理手順によれば、親水性予測というあらたな予測手法により、アミノ酸残基Ａｊの親水性を加味した抗原決定基予測を高精度におこなうことができる。
【０１２２】
図１５は、この発明の実施の形態にかかる抗原決定基予測処理手順（その４）を示すフローチャートである。図１５は、二次構造予測、表面存在率予測、および親水性予測を用いた場合の抗原決定基予測処理手順である。
【０１２３】
まず、取得部２０１により、一次構造配列データＡＳ１が入力されるのを待ち受け（ステップＳ１５０１：Ｎｏ）、一次構造配列データＡＳ１が入力された場合（ステップＳ１５０１：Ｙｅｓ）、二次構造予測値算出処理をおこなう（ステップＳ１５０２）。二次構造予測値算出処理とは、図１２に示したステップＳ１２０２〜ステップＳ１２０７の処理と、規格化部２０４による二次構造予測値Ｓａｊの規格化処理である。
【０１２４】
つぎに、表面存在率予測値算出処理をおこなう（ステップＳ１５０３）。表面存在率予測値算出処理とは、図１３に示したステップＳ１３０２〜ステップＳ１３０７の処理と、規格化部２０４による表面存在率予測値Ｓｂｊの規格化処理である。
【０１２５】
このあと、親水性予測値算出処理をおこなう（ステップＳ１５０４）。親水性予測値算出処理とは、図１４に示したステップＳ１４０２〜ステップＳ１４０８の処理である。そして、寄与率算出部２０７により各予測手法の寄与率を算出する（ステップＳ１５０５）。寄与率の算出は、必要に応じて実行される。
【０１２６】
そして、このあと、アミノ酸残基Ａｊごとに、二次構造予測値Ｐａｊと表面存在率予測値Ｐｂｊと親水性予測値Ｈｊとを乗算することにより、複合予測値を算出する（ステップＳ１５０６）。寄与率算出処理（ステップＳ１５０５）が実行された場合には、寄与率が算出された場合には、予測手法ごとの寄与率を各予測値に乗算する。たとえば、二次構造予測値Ｐａｊには寄与率Ｗａを乗算し、表面存在率予測値Ｐｂｊには寄与率Ｗｂを乗算し、親水性予測値Ｈｊには寄与率Ｗｃを乗算する。そして、アミノ酸残基Ａｊごとに、寄与率乗算後の二次構造予測値Ｐａｊと寄与率乗算後の表面存在率予測値Ｐｂｊと寄与率乗算後の親水性予測値Ｈｊとを乗算することにより、複合予測値を算出する。
【０１２７】
そして、決定部２０８により、抗原決定基決定処理をおこなう（ステップＳ１５０６）。具体的には、複合予測値によりアミノ酸残基Ａ１〜Ａｎの中から抗原決定基となるアミノ酸残基を決定する。このあと、出力部２０９により、決定結果を出力する（ステップＳ１５０８）。これにより、一連の処理を終了する。
【０１２８】
この抗原決定基予測処理手順によれば、二次構造、表面存在率および親水性を加味している予測手法であるため、軟らかい構造のアミノ酸配列で、かつタンパク質の表面に存在し、親水性の高いアミノ酸残基を抗原決定基として予測することができる。
【０１２９】
なお、図１５では、二次構造予測、表面存在率予測および親水性予測すべてを用いて抗原決定基を決定したが、これらの予測手法のうち少なくとも２つを用いて抗原決定基を予測することとしてもよい。また、実行する順序もいずれの予測手法を先に実行してもよく、また、並列実行することとしてもよい。
【０１３０】
たとえば、二次構造予測と表面存在率予測とを用いた場合には、ステップＳ１５０４の親水性予測値算出処理を実行せずに抗原決定基を予測する。これにより、二次構造および表面存在率を加味した予測手法となり、軟らかい構造のアミノ酸配列で、かつタンパク質の表面に存在するアミノ酸残基を抗原決定基として予測することができる。
【０１３１】
以上説明したように、上述した実施の形態によれば、抗原決定基の予測精度を向上することにより、抗体の作成時間短縮および費用低減を図ることができる。
【０１３２】
なお、この実施の形態で説明した抗原決定基予測方法は、予め用意されたプログラムをパーソナル・コンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することにより実現することができる。このプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行される。またこのプログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布することが可能な伝送媒体であってもよい。
【０１３３】
（付記１）任意のタンパク質をあらわすアミノ酸配列の二次構造に関する複数の二次構造配列データを取得させる二次構造配列データ取得工程と、
前記二次構造配列データ取得工程によって取得された各二次構造配列データの中から選ばれた同一のアミノ酸残基の二次構造データを、前記アミノ酸残基の硬さをあらわす二次構造指標値に変換させる二次構造指標値変換工程と、
前記二次構造指標値変換工程によって変換された各二次構造指標値に基づいて、前記アミノ酸残基の硬さに関する予測値を算出させる二次構造予測値算出工程と、
前記二次構造予測値算出工程によって算出された予測値に基づいて、前記アミノ酸残基を抗原決定基に決定させる決定工程と、
前記決定工程によって決定された決定結果を出力させる出力工程と、
をコンピュータに実行させることを特徴とする抗原決定基予測プログラム。
【０１３４】
（付記２）任意のタンパク質をあらわすアミノ酸配列の表面存在率に関する複数の表面存在率配列データを取得させる表面存在率配列データ取得工程と、
前記表面存在率配列データ取得工程によって取得された各表面存在率配列データの中から選ばれた同一のアミノ酸残基の表面存在率データを、前記アミノ酸残基の表面存在率をあらわす表面存在率指標値に変換させる表面存在率指標値変換工程と、
前記表面存在率指標値変換工程によって変換された各表面存在率指標値に基づいて、前記アミノ酸残基の表面存在率に関する予測値を算出させる表面存在率予測値算出工程と、
前記表面存在率予測値算出工程によって算出された予測値に基づいて、前記アミノ酸残基を抗原決定基に決定させる決定工程と、
前記決定工程によって決定された決定結果を出力させる出力工程と、
をコンピュータに実行させることを特徴とする抗原決定基予測プログラム。
【０１３５】
（付記３）任意のタンパク質をあらわすアミノ酸配列の一次構造配列データを取得させる一次構造配列データ取得工程と、
前記一次構造配列データ取得工程によって取得された一次構造配列データの中から選ばれた任意のアミノ酸残基を特定する一次構造データを、前記アミノ酸残基の疎水性をあらわす疎水性指標値に変換させる疎水性指標値変換工程と、
前記疎水性指標値変換工程によって変換された疎水性指標値に基づいて、前記アミノ酸残基の疎水性に関する予測値を算出させる疎水性予測値算出工程と、
前記疎水性予測値算出工程によって算出された予測値を、前記アミノ酸残基の親水性に関する予測値に変換させる疎水性／親水性変換工程と、
前記疎水性／親水性変換工程によって変換された予測値に基づいて、前記アミノ酸残基を抗原決定基に決定させる決定工程と、
前記決定工程によって決定された決定結果を出力させる出力工程と、
をコンピュータに実行させることを特徴とする抗原決定基予測プログラム。
【０１３６】
（付記４）前記アミノ酸配列の表面存在率に関する複数の表面存在率配列データを取得させる表面存在率配列データ取得工程と、
前記表面存在率配列データ取得工程によって取得された各表面存在率配列データの中から選ばれた前記アミノ酸残基の表面存在率データを、前記アミノ酸残基の表面存在率をあらわす表面存在率指標値に変換させる表面存在率指標値変換工程と、
前記表面存在率指標値変換工程によって変換された各表面存在率指標値に基づいて、前記アミノ酸残基の表面存在率に関する予測値を算出させる表面存在率予測値算出工程と、
前記二次構造予測値算出工程によって算出された予測値および前記表面存在率予測値算出工程によって算出された予測値を同一規格に規格化させる規格化工程と、
前記規格化工程によって規格化された各予測値に基づいて、前記二次構造および前記表面存在率に関する複合予測値を算出させる複合予測値算出工程と、を前記コンピュータに実行させ、
前記決定工程は、
前記複合予測値算出工程によって算出された複合予測値に基づいて、前記アミノ酸残基を抗原決定基に決定させることを特徴とする付記１に記載の抗原決定基予測プログラム。
【０１３７】
（付記５）前記タンパク質をあらわすアミノ酸配列の一次構造配列データを取得させる一次構造配列データ取得工程と、
前記一次構造配列データ取得工程によって取得された一次構造配列データの中から選ばれた前記アミノ酸残基を特定する一次構造データを、前記アミノ酸残基の疎水性をあらわす疎水性指標値に変換させる疎水性指標値変換工程と、
前記疎水性指標値変換工程によって変換された疎水性指標値に基づいて、前記アミノ酸残基の疎水性に関する予測値を、前記規格化工程によって規格化される予測値と同一規格となるように算出させる疎水性予測値算出工程と、
前記疎水性予測値算出工程によって算出された予測値を、前記アミノ酸残基の親水性に関する予測値に変換させる疎水性／親水性変換工程と、
前記規格化工程によって規格化された予測値および前記疎水性／親水性変換工程によって変換された予測値に基づいて、前記二次構造および前記親水性に関する複合予測値を算出させる複合予測値算出工程と、を前記コンピュータに実行させ、
前記決定工程は、
前記複合予測値算出工程によって算出された複合予測値に基づいて、前記アミノ酸残基を抗原決定基に決定させることを特徴とする付記１に記載の抗原決定基予測プログラム。
【０１３８】
（付記６）前記タンパク質をあらわすアミノ酸配列の一次構造配列データを取得させる一次構造配列データ取得工程と、
前記一次構造配列データ取得工程によって取得された一次構造配列データの中から選ばれた前記アミノ酸残基を特定する一次構造データを、前記アミノ酸残基の疎水性をあらわす疎水性指標値に変換させる疎水性指標値変換工程と、
前記疎水性指標値変換工程によって変換された疎水性指標値に基づいて、前記アミノ酸残基の疎水性に関する予測値を、前記規格化工程によって規格化される予測値と同一規格となるように算出させる疎水性予測値算出工程と、
前記疎水性予測値算出工程によって算出された予測値を、前記アミノ酸残基の親水性に関する予測値に変換させる疎水性／親水性変換工程と、
前記規格化工程によって規格化された予測値および前記疎水性／親水性変換工程によって変換された予測値に基づいて、前記表面存在率および前記親水性に関する複合予測値を算出させる複合予測値算出工程と、を前記コンピュータに実行させ、
前記決定工程は、
前記複合予測値算出工程によって算出された複合予測値に基づいて、前記アミノ酸残基を抗原決定基に決定させることを特徴とする付記２に記載の抗原決定基予測プログラム。
【０１３９】
（付記７）前記タンパク質をあらわすアミノ酸配列の一次構造配列データを取得させる一次構造配列データ取得工程と、
前記一次構造配列データ取得工程によって取得された一次構造配列データの中から選ばれた前記アミノ酸残基を特定する一次構造データを、前記アミノ酸残基の疎水性をあらわす疎水性指標値に変換させる疎水性指標値変換工程と、
前記疎水性指標値変換工程によって変換された疎水性指標値に基づいて、前記アミノ酸残基の疎水性に関する予測値を、前記規格化工程によって規格化される予測値と同一規格となるように算出させる疎水性予測値算出工程と、
前記疎水性予測値算出工程によって算出された予測値を、前記アミノ酸残基の親水性に関する予測値に変換させる疎水性／親水性変換工程と、
前記規格化工程によって規格化された予測値および前記疎水性／親水性変換工程によって変換された予測値に基づいて、前記二次構造、前記表面存在率および前記親水性に関する複合予測値を算出させる複合予測値算出工程と、を前記コンピュータに実行させ、
前記決定工程は、
前記複合予測値算出工程によって算出された複合予測値に基づいて、前記アミノ酸残基を抗原決定基に決定させることを特徴とする付記４に記載の抗原決定基予測プログラム。
【０１４０】
（付記８）付記１〜７のいずれか一つに記載の抗原決定基予測プログラムを記録した前記コンピュータに読み取り可能な記録媒体。
【０１４１】
（付記９）任意のタンパク質をあらわすアミノ酸配列の二次構造に関する複数の二次構造配列データを取得する二次構造配列データ取得手段と、
前記二次構造配列データ取得手段によって取得された各二次構造配列データの中から選ばれた同一のアミノ酸残基の二次構造データを、前記アミノ酸残基の硬さをあらわす二次構造指標値に変換する二次構造指標値変換手段と、
前記二次構造指標値変換手段によって変換された各二次構造指標値に基づいて、前記アミノ酸残基の硬さに関する予測値を算出する二次構造予測値算出手段と、
前記二次構造予測値算出手段によって算出された予測値に基づいて、前記アミノ酸残基を抗原決定基に決定する決定手段と、
前記決定手段によって決定された決定結果を出力する出力手段と、
を備えることを特徴とする抗原決定基予測装置。
【０１４２】
（付記１０）任意のタンパク質をあらわすアミノ酸配列の表面存在率に関する複数の表面存在率配列データを取得する表面存在率配列データ取得手段と、
前記表面存在率配列データ取得手段によって取得された各表面存在率配列データの中から選ばれた同一のアミノ酸残基の表面存在率データを、前記アミノ酸残基の表面存在率をあらわす表面存在率指標値に変換する表面存在率指標値変換手段と、
前記表面存在率指標値変換手段によって変換された各表面存在率指標値に基づいて、前記アミノ酸残基の表面存在率に関する予測値を算出する表面存在率予測値算出手段と、
前記表面存在率予測値算出手段によって算出された予測値に基づいて、前記アミノ酸残基を抗原決定基に決定する決定手段と、
前記決定手段によって決定された決定結果を出力する出力手段と、
を備えることを特徴とする抗原決定基予測装置。
【０１４３】
（付記１１）任意のタンパク質をあらわすアミノ酸配列の一次構造配列データを取得する一次構造配列データ取得手段と、
前記一次構造配列データ取得手段によって取得された一次構造配列データの中から選ばれた任意のアミノ酸残基を特定する一次構造データを、前記アミノ酸残基の疎水性をあらわす疎水性指標値に変換する疎水性指標値変換手段と、
前記疎水性指標値変換手段によって変換された疎水性指標値に基づいて、前記アミノ酸残基の疎水性に関する予測値を算出する疎水性予測値算出手段と、
前記疎水性予測値算出手段によって算出された予測値を、前記アミノ酸残基の親水性に関する予測値に変換する疎水性／親水性変換手段と、
前記疎水性／親水性変換手段によって変換された予測値に基づいて、前記アミノ酸残基を抗原決定基に決定する決定手段と、
前記決定手段によって決定された決定結果を出力する出力手段と、
を備えることを特徴とする抗原決定基予測装置。
【０１４４】
（付記１２）任意のタンパク質をあらわすアミノ酸配列の二次構造に関する複数の二次構造配列データを取得する二次構造配列データ取得工程と、
前記二次構造配列データ取得工程によって取得された各二次構造配列データの中から選ばれた同一のアミノ酸残基の二次構造データを、前記アミノ酸残基の硬さをあらわす二次構造指標値に変換する二次構造指標値変換工程と、
前記二次構造指標値変換工程によって変換された各二次構造指標値に基づいて、前記アミノ酸残基の硬さに関する予測値を算出する二次構造予測値算出工程と、
前記二次構造予測値算出工程によって算出された予測値に基づいて、前記アミノ酸残基を抗原決定基に決定する決定工程と、
前記決定工程によって決定された決定結果を出力する出力工程と、
を含んだことを特徴とする抗原決定基予測方法。
【０１４５】
（付記１３）任意のタンパク質をあらわすアミノ酸配列の表面存在率に関する複数の表面存在率配列データを取得する表面存在率配列データ取得工程と、
前記表面存在率配列データ取得工程によって取得された各表面存在率配列データの中から選ばれた同一のアミノ酸残基の表面存在率データを、前記アミノ酸残基の表面存在率をあらわす表面存在率指標値に変換する表面存在率指標値変換工程と、
前記表面存在率指標値変換工程によって変換された各表面存在率指標値に基づいて、前記アミノ酸残基の表面存在率に関する予測値を算出する表面存在率予測値算出工程と、
前記表面存在率予測値算出工程によって算出された予測値に基づいて、前記アミノ酸残基を抗原決定基に決定する決定工程と、
前記決定工程によって決定された決定結果を出力する出力工程と、
を含んだことを特徴とする抗原決定基予測方法。
【０１４６】
（付記１４）任意のタンパク質をあらわすアミノ酸配列の一次構造配列データを取得する一次構造配列データ取得工程と、
前記一次構造配列データ取得工程によって取得された一次構造配列データの中から選ばれた任意のアミノ酸残基を特定する一次構造データを、前記アミノ酸残基の疎水性をあらわす疎水性指標値に変換する疎水性指標値変換工程と、
前記疎水性指標値変換工程によって変換された疎水性指標値に基づいて、前記アミノ酸残基の疎水性に関する予測値を算出する疎水性予測値算出工程と、
前記疎水性予測値算出工程によって算出された予測値を、前記アミノ酸残基の親水性に関する予測値に変換する疎水性／親水性変換工程と、
前記疎水性／親水性変換工程によって変換された予測値に基づいて、前記アミノ酸残基を抗原決定基に決定する決定工程と、
前記決定工程によって決定された決定結果を出力する出力工程と、
を含んだことを特徴とする抗原決定基予測方法。
【産業上の利用可能性】
【０１４７】
以上のように、本発明にかかる抗原決定基予測プログラム、抗原決定基予測装置、および抗原決定基予測方法は、薬理学、生化学、タンパク質の立体構造を利用、研究する分野全般に有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１４８】
【図１】この発明の実施の形態にかかる抗原決定基予測装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態にかかる抗原決定基予測装置の機能的構成を示すブロック図である。
【図３】アミノ酸配列の一次構造配列データの一例を示す説明図である。
【図４】二次構造配列データの一例を示す説明図である。
【図５】表面存在率配列データの一例を示す説明図である。
【図６】第１の二次構造データに対する変換テーブルを示す説明図である。
【図７】第２の二次構造データに対する変換テーブルを示す説明図である。
【図８】第１の表面存在率データに対する変換テーブルを示す説明図である。
【図９】第２の表面存在率データに対する変換テーブルを示す説明図である。
【図１０】一次構造データに対する変換テーブルを示す説明図である。
【図１１】出力情報の一例を示すグラフである。
【図１２】この発明の実施の形態にかかる抗原決定基予測処理手順（その１）を示すフローチャートである。
【図１３】この発明の実施の形態にかかる抗原決定基予測処理手順（その２）を示すフローチャートである。
【図１４】この発明の実施の形態にかかる抗原決定基予測処理手順（その３）を示すフローチャートである。
【図１５】この発明の実施の形態にかかる抗原決定基予測処理手順（その４）を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１４９】
２００  抗原決定基予測装置
２０１  取得部
２０２  指標値変換部
２０３  予測値算出部
２０４  規格化部
２０５  疎水性／親水性変換部
２０６  複合予測値算出部
２０７  寄与率算出部
２０８  決定部
２０９  出力部
６００，７００，８００，９００，１０００  変換テーブル
ＡＳ１  一次構造配列データ
ＡＳ２  二次構造配列データ
ＢＳ  表面存在率配列データ
ＣＲｘ  寄与率
Ｆａ，Ｆｂ，Ｆｃ  規格化パラメータ
Ｈｊ  親水性予測値（規格化済み）
ｊ  配列番号
Ｐａｊ  二次構造予測値（規格化済み）
Ｐｂｊ  表面存在率予測値（規格化済み）
Ｐｃｊ  疎水性予測値（規格化済み）
Ｓａｊ  二次構造予測値
Ｓｂｊ  表面存在率予測値
Ｓｃｊ  疎水性予測値
【図１】
2007265268.tif 000004
【図２】
2007265268.tif 000005
【図３】
2007265268.tif 000006
【図４】
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【図５】
2007265268.tif 000008
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2007265268.tif 000014
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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